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直徑高達210億億公里,為什麼仙女座星系看起來還這麼小?

在本星系群的數十個星系中,仙女座星系是其中最大的一個,其直徑估計為22萬光年,將近210億億公里,這要比銀河系更大一些。在這個巨大的星系中,包含著多達1萬億顆恆星。這個星系離我們大約254萬光年(更早之前的數據是220萬光年),在宇宙中這是一個很近的距離,那麼,為什麼仙女座星系看起來還是非常暗淡,並且又小呢?

首先,仙女座星系看起來並非只是一顆星星,它其實是呈現為光斑,直徑遠大於星點。事實上,在觀測條件非常好的地方,仙女座星系看起來非常大,其視直徑大於月球和太陽,僅次於大、小麥哲倫星雲,位列全天第三。

通過計算可知,仙女座星系的理論最大視直徑為5度。但在仙女座星系(以及其他星系)中,越靠近星系邊緣,恆星的密度越低;越靠近中心,恆星的密度越高。因此,仙女座星系的邊緣亮度並不高,人的肉眼無法看到,我們只能看到仙女座星系距離中心的一定區域。

由於仙女座星系的盤面相對於我們是傾斜的,所以它看起來並非是圓盤形。根據測量,仙女座星系的視直徑為3.2度×1度。相比之下,月球和太陽的視直徑都只有0.52度左右,仙女座星系其實看起來要比滿月大得多。下圖是仙女座星系與月球的視直徑對比:

但與月球相比,仙女座星系要暗得多。即時仙女座星系擁有1萬億顆恆星,但這個星系離我們實在太遠了,它的視星等僅為3.4等,視亮度只有滿月的三百萬分之一。正因為如此,仙女座星系難以在夜晚用肉眼看到。只有去觀測條件非常好的地方,才能看到一團亮斑的仙女座星系。

不過,仙女座星系的實際亮度非常高,畢竟這是一個擁有大量恆星的大型星系。仙女座星系的絕對星等為-21.5等,其實際亮度相當於太陽的340億倍。

由於仙女座星系正以每秒110公里的速度在接近銀河系,所以未來的人類會看到越來越大並且越來越亮的仙女座星系。只是這需要非常漫長的時間,因為直到45億年後,仙女座星系才會真正接觸銀河系。

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